Sistemas inovadores de paredes de enchimento em alvenaria para resistir à ação sísmica – validação experimental de um sistema construtivo na Universidade do Minho

Abstract

Os sismos recentes em L'Aquila (Itália, 2009, Mw=6.3), Van (Turquia, 2011, Mw=7.1), e Emilia Romagna (Itália 2012, Mw=6.0), entre outros, mostraram que o comportamento das paredes de enchimento em alvenaria não é o mais apropriado, existindo situações de colapso deste tipo de paredes no plano e para fora do plano, levando à perda de vidas humanas e a grandes custos de reparação. A Universidade do Minho como parceira envolvida no projeto de investigação INSYSME (Innovative Systems for earthquake resistant masonry enclosures in RC buildings), financiado pela comissão europeia, procura estudar novos sistemas de paredes de enchimento em alvenaria, que combinem simplicidade tecnológica com baixo custo, e ainda propor recomendações para o projeto deste tipo de paredes face à ação sísmica. Neste âmbito foi desenvolvido um novo sistema de construção para este tipo de paredes, utilizando um tijolo comercial de furação vertical e varões de aço para reforço, embebidos em argamassa ao longo de roços verticais existentes nas faces exteriores dos tijolos, sendo ancorados na viga superior e inferior do pórtico. Neste artigo apresenta-se o trabalho experimental desenvolvido na Universidade do Minho para a validação da solução proposta. Apresenta-se o trabalho de caracterização dos materiais e o processo de validação experimental baseado em ensaios cíclicos no plano, onde se verifica a influência da presença da parede de enchimento no comportamento global do sistema. Estes ensaios foram realizados em provetes de escala reduzida (1:1,5). Todos os ensaios foram realizados em controlo de deslocamento, utilizando um padrão de carregamento definido com base nas recomendações da FEMA 461.

Recent earthquakes in L’Aquila (Italy, 2009, Mw=6.3), Van (Turkey, 2011, Mw=7.1) and Emilia Romagna (Italy 2012, Mw=6.0), among others, show that masonry infill walls behaviour is not satisfactory, existing collapse situations in infill walls for the in-plane and out-of-plane directions, leading to loss of life and major repair costs. The University of Minho as a partner involved in INSYSME (Innovative Systems for earthquake resistant masonry enclosures in RC buildings) research project, funded by the European Commission, aims to study new masonry enclosures walls systems, combining technological simplicity with lower cost, and propose recommendations for the design of this type of walls due to the seismic action. In this context it was developed a new construction system for this kind of walls using a commercial masonry unit with vertical drilling and steel rods for reinforcement. This reinforcement is embedded in the mortar over existing vertical grooves on the external surfaces of the masonry unit. This reinforcement is anchored to the top and bottom beam of bare frame. This paper presents the experimental work developed at University of Minho for the validation of the proposed solution. It presents the characterization of the materials and experimental validation process based on cyclic tests for in-plane direction, where the influence of the presence of masonry infill wall on the overall system behavior is assessed. These tests were performed in reduced scale specimens (1: 1.5). All tests were performed in displacement control, using a load pattern defined based on the FEMA 461 recommendations.